●Spiekane magnesy NdFeBsą szeroko stosowane ze względu na swoje niezwykłe właściwości magnetyczne. Jednakże słaba odporność magnesów na korozję utrudnia ich dalsze wykorzystanie w zastosowaniach komercyjnych i konieczne jest pokrycie powierzchni. Do powszechnie stosowanych powłok zalicza się obecnie galwanizację Ni-powłoki na bazie galwanizacji Zn-na podstawiepowłoki elektroforetyczne lub natryskowe powłoki epoksydowe. Jednak wraz z ciągłym postępem technologii wymagania dotyczące powłokof NdFeBrównież wzrasta, a konwencjonalne warstwy galwaniczne czasami nie są w stanie sprostać wymaganiom. Powłoka na bazie Al osadzona przy użyciu technologii fizycznego osadzania z fazy gazowej (PVD) ma doskonałe właściwości.
● Techniki PVD, takie jak napylanie katodowe, powlekanie jonowe i powlekanie przez odparowanie, umożliwiają uzyskanie powłok ochronnych. W tabeli 1 zestawiono zasady i porównanie właściwości metod galwanizacji i napylania katodowego.
Tabela 1 Charakterystyka porównawcza metod galwanizacji i napylania katodowego
Rozpylanie to zjawisko polegające na wykorzystywaniu cząstek o wysokiej energii do bombardowania stałej powierzchni, powodując, że atomy i cząsteczki na tej stałej powierzchni wymieniają energię kinetyczną z tymi cząstkami o wysokiej energii, powodując w ten sposób rozpryskiwanie się z powierzchni stałej. Został on po raz pierwszy odkryty przez Grove'a w 1852 roku. Według czasu jego rozwoju występowało rozpylanie wtórne, rozpylanie trzeciorzędowe i tak dalej. Jednakże, ze względu na niską wydajność rozpylania i z innych powodów, nie był on szeroko stosowany aż do 1974 r., kiedy Chapin wynalazł zrównoważone rozpylanie magnetronowe, dzięki czemu rozpylanie magnetronowe z dużą prędkością i w niskiej temperaturze stało się rzeczywistością, a technologia rozpylania magnetronowego mogła się szybko rozwinąć. Rozpylanie magnetronowe to metoda napylania, która wprowadza pola elektromagnetyczne podczas procesu napylania w celu zwiększenia szybkości jonizacji do 5% -6%. Schemat ideowy zrównoważonego rozpylania magnetronowego pokazano na rysunku 1.
Rysunek 1. Schemat zasadniczy zrównoważonego rozpylania magnetronowego
Ze względu na doskonałą odporność na korozję, powłoka Al osadzona przezjon paraBoeing stosował osadzanie (IVD) jako substytut galwanizacji Cd. W przypadku stosowania do spiekanego NdFeB, ma głównie następujące zalety:
1.Hwysoka siła klejenia.
Siła przyczepności Al iNdFeBwynosi na ogół ≥ 25 MPa, podczas gdy siła przyczepności zwykłego galwanizowanego Ni i NdFeB wynosi około 8-12 MPa, a siła przyczepności galwanicznego Zn i NdFeB wynosi około 6-10 MPa. Ta cecha sprawia, że Al/NdFeB nadaje się do wszelkich zastosowań wymagających dużej siły klejenia. Jak pokazano na rysunku 2, po naprzemiennych 10 cyklach uderzenia pomiędzy (-196°C) i (200°C), siła przyczepności powłoki Al pozostaje doskonała.
Ryc. 2 zdjęcie Al/NdFeB po 10 naprzemiennych uderzeniach cyklicznych pomiędzy (-196°C) i (200°C)
2. Namocz w kleju.
Powłoka Al jest hydrofilowa, a kąt zwilżania kleju jest niewielki, bez ryzyka odpadnięcia. Rysunek 3 przedstawia 38mN powierzchniapłyn napinający. Ciecz testowa jest całkowicie rozprowadzona na powierzchni powłoki Al.
Frysunek 3. test 38mN powierzchnianapięcie
3.Przenikalność magnetyczna Al jest bardzo niska (przenikalność względna: 1,00) i nie powoduje ekranowania właściwości magnetycznych.
Jest to szczególnie ważne w przypadku stosowania magnesów o małej objętości w polu 3C. Wydajność powierzchni jest bardzo ważna. Jak pokazano na rysunku 4, dla kolumny próbki D10 * 10 wpływ powłoki Al na właściwości magnetyczne jest bardzo mały.
Rysunek 4 Zmiany właściwości magnetycznych spiekanego NdFeB po nałożeniu na powierzchnię powłoki PVD Al i galwanizacji powłoki NiCuNi.
4. Jednolitość grubości jest znacznie lepsza
Ponieważ osadza się w postaci atomów i skupisk atomów, grubość powłoki Al jest w pełni kontrolowana, a jednorodność grubości jest znacznie lepsza niż w przypadku powłoki galwanicznej. Jak pokazano na rysunku 5, powłoka Al ma jednolitą grubość i doskonałą przyczepność.
Postać5 przekrój poprzeczny Al/NdFeB
5. Proces osadzania w technologii PVD jest całkowicie przyjazny dla środowiska i nie powoduje problemu zanieczyszczenia środowiska.
Zgodnie z wymaganiami praktycznymi, technologia PVD umożliwia również osadzanie warstw wielowarstwowych, takich jak wielowarstwowe Al/Al2O3 o doskonałej odporności na korozję oraz powłoki Al/AlN o doskonałych właściwościach mechanicznych. Jak pokazano na rysunku 6, strukturę przekroju wielowarstwowej powłoki Al/Al2O3.
Frysunek 6Przechodzić sekcjaz Al/Wielowarstwy Al2O3
Obecnie głównymi problemami ograniczającymi industrializację powłok Al na NdFeB są:
(1) Sześć boków magnesu jest równomiernie osadzonych. Wymóg ochrony magnesu polega na osadzeniu równoważnej powłoki na zewnętrznej powierzchni magnesu, co wymaga rozwiązania problemu trójwymiarowego obrotu magnesu podczas przetwarzania wsadowego, aby zapewnić stałą jakość powłoki;
(2) Proces usuwania powłoki Al. W procesie produkcji przemysłowej na dużą skalę nieuniknione jest pojawienie się niekwalifikowanych produktów. Dlatego konieczne jest usunięcie niewykwalifikowanej powłoki Al iponownie chronićbez szkody dla działania magnesów NdFeB;
(3) W zależności od konkretnego zastosowania, spiekane magnesy NdFeB mają wiele gatunków i kształtów. Dlatego konieczne jest zbadanie odpowiednich metod ochrony dla różnych gatunków i kształtów;
(4) Rozwój sprzętu produkcyjnego. Proces produkcyjny musi zapewniać rozsądną wydajność produkcji, co wymaga opracowania sprzętu PVD odpowiedniego do ochrony magnesu NdFeB i charakteryzującego się wysoką wydajnością produkcji;
(5) Obniżyć koszty produkcji technologii PVD i poprawić konkurencyjność rynku;
Po latach badań i rozwoju przemysłowego. Firma Hangzhou Magnet Power Technology była w stanie dostarczać klientom masowe produkty platerowane PVD Al. Jak pokazano na rysunku 7, odpowiednie zdjęcia produktów.
Rysunek 7 Magnesy NdFeB pokryte Al o różnych kształtach.
Czas publikacji: 22 listopada 2023 r
